Оценка параметра взаимодействия бора в расплавах системы железо–бор

П. Г. Овчаренко, Е. В. Кузьминых, В. И. Ладьянов.

 

АННОТАЦИЯ:

Рассмотрена концентрационная зависимость параметра взаимодействия в расплавах системы Fe–B. Для вычислений использовали экспериментальные данные, обобщенные в диаграмме состояния Fe–B, взятой из литературы. Рассматривая эвтектическую точку (xB = 0.17, Т = 1177°С) в которой расплав находится в равновесии: YB=1/KFe2Bx2FeY2FexB. Константу равновесия реакции образования борида (KFe2B) вычислили по Δ GoT реакции, которую используя первое приближение Улиха, оценили по стандартной теплоте ΔHo298 и энтропии ΔSo298 процесса с приведением к стандартным состояниям «чистое жидкое железо и жидкий (метастабильный) бор». Для вычисления коэффициента активности железа в расплаве (YFe) приняли во внимание, что в эвтектической точке расплав находится в равновесии и с твердым раствором бора в железе. Из условия равновесия твердого и жидкого растворов Fe – B, принимая, что YFe в твердом растворе из-за очень малой концентрации бора в нем (xB =3*10-4), равен единице получили, что в жидком растворе YFe=0.95.  Используя значения YFe и KFe2B вычислили значение Yв расплаве эвтектического состава, равное 0,017 при стандартном состоянии «чистый жидкий бор». Для пересчета YB с температуры 1177°С на температуру 1600°С использовали соотношение lnYi,T2=T1/T2*lnYi,T1, получив YB=0.043, что соответствует значению параметра εBB, равным 6.0. Предполагая, что εBB линейно зависит от xBB и учитывая, что в бесконечно разбавленном растворе εBB=2.5,  получили концентрационную зависимость при 1600°С: εBB=2.5 + 21xBB. Оказалось, что найденная зависимость весьма близка к известной из литературы зависимости, полученной теоретическим путем на основе статистической модели раствора.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАрасплавы, диаграмма состояния, система железо–бор, борид железа, равновесие, коэффициент активности, параметр взаимодействия